高墩連續梁橋墩身翻模施工技術

蘭 威

（山西交通控股集團有限公司運城南高速公路分公司,山西 運城 044000）

0 引言

現如今，隨著國家基礎建設的大力發展，各種高墩大跨橋梁越來越多，采取何種措施可以既安全又快速地對橋梁墩身進行施工是當前施工領域研究的主要方向。

1 工程概況

某河4號特大橋孔跨布置為（32+56+32）m連續梁，橋梁全長121.75 m（見圖1）。墩高在25.0~89.0 m不等，為空心墩，最高墩高89 m，坡度外側為22∶1，內側為30∶1。混凝土以C40為主，局部使用C50及C35混凝土。

圖1 瀏河4號特大橋立面圖

2 方案確定

由于該項目有從別的項目周轉過來的現成的墩身模板可以利用，且施工隊伍對翻模施工工藝熟練，考慮施工成本，故該橋梁空心墩模板施工采用翻模施工工藝。

3 模板受力分析及其驗算

3.1 采用的材料

面板：5 mm鋼板；橫豎肋：[10#槽鋼；背楞：[14槽鋼。

3.2 計算荷載取值

（1）恒載：混凝土澆筑時的側壓力G4k。新混凝土對模板的水平側壓力標準值按照《建筑工程大模板技術規程》（JGJ/T74—2017）附錄B，模板荷載及荷載效根據B.0.2規定，可按下列公式計算取值：

該方案中混凝土坍落度高度按照180 mm進行計算，取為1.15。

（2）活載：

施工人員及施工設備荷載1 Qk：2.0 kN/m2

風荷載2 Qk：基本風壓W0=500 Pa。經計算風荷載標準值0.615 kN/m2。

3.3 荷載組合

荷載組合按照《混凝土結構工程施工規范》（GB 506666—2011）和《建筑施工模板安全技術規范》（JGJ162—2008）均采用1.35×恒載+1.30×活載+1.4×風荷載進行計算。作用在模板上的組合設計值如下：

3.4 模板計算

（1）模型建立。采用有限元軟件Midas Civil對鋼模板進行建模計算，采用板殼單元對外模板進行計算，縱橫肋用梁單元模擬。由于結構為對稱結構，建模建1/2或者1/4整體模型均可，在界面上施加對稱邊界條件，該次分析按照全部結構建模，整體有限元模型如圖2所示。

圖2 鋼模板模型圖

（2）模板各構件計算。在鋼模板面板、縱橫肋及背楞間建立彈性連接，模板周邊施加約束，計算結果表明，面板、縱橫肋及背楞等各構件應力均滿足要求，具體見表1，相關應力及變形圖見圖3~5。

表1 各構件應力及位移計算結果

圖3 鋼模板面板主應力圖

圖5 鋼模板面板變形圖

（3）模板連接螺栓計算。模板連接螺栓采用8.8級M20高強螺栓，螺栓間距為150~200 mm。

連接螺栓最大正應力為110.54 MPa<400 MPa（M8.8級），強度滿足要求。連接螺栓最大剪應力為97.42＜fv=250 MPa（M8.8級），滿足強度要求。

（4）拉桿計算。對拉桿最大應力為307.84 MPa<0.90fpk=0.90×830=747 MPa，采用25 mm的螺紋鋼筋，強度滿足要求。

4 模板安裝及翻升

該橋墩高25.0~89.0 m不等，采用翻模施工工藝，使用鋼模板，因空心墩均有變截面，變截面模板全墩高加工，按2 m分節；等截面制作6 m高，按2 m分節。每次翻轉提升4 m，底部2 m模板作為支撐。

鋼筋、模板等物料的提升采用吊車或者塔吊，其中墩高35 m以下采用25 t吊車；墩高35 m以上使用塔吊提升，型號QTZ80（6010）。鋼筋在加工場加工，現場安裝。塔吊計劃使用9臺。

混凝土垂直運輸使用汽車泵或塔吊提升料斗澆筑，其中墩高35 m以下采用汽車泵，臂長47 m；墩高35 m以上使用塔吊提升料斗澆筑，型號QTZ80（6010）。汽車泵計劃使用2臺。

人員通行采用梯籠或電梯，墩高60 m以下使用梯籠通行，梯籠附著搭設高度100 m；60 m以上使用電梯，型號SC200/200。梯籠計劃使用14組。

施工平臺：內外部模板均設置施工平臺，采用∠75 mm等邊角鋼焊接形成，與模板形成整體。

4.1 模板配備

模板采用大塊定型鋼模板，由經公開招標確定的專業模板生產廠家制作。模板進場后，首先進行模板預拼裝，檢查模板各部分尺寸、模板接縫及平整度。

因墩身內外側均帶有坡度，墩身尺寸隨高度變化。因此，橋墩模板整墩制作，并按2 m分節。隨高度變化，每個橋墩施工中使用其中3節，1節作為支撐，2節作為計劃澆筑墩身內外模。墩身模板設置操作內外平臺，操作平臺采用三角形支架制作（支架采用∠75×6 mm角鋼加工），高1.2 m，寬1 m，按照環向1.0 m間距焊接在墩身外模外側。

施工到頂部后，部分空心墩內部空間較小，不利于設置護欄式操作平臺的，可利用20#槽鋼作為支撐，槽鋼間距1 m，槽鋼與內側模板背肋搭接并采用插銷方式固定，在槽鋼上面鋪5 cm厚的木板作為內操作平臺。木板與槽鋼間以鋼絲綁扎牢固。

4.2 模板加工制作

墩身外露面要求美觀、輪廓分明，外模采用大塊鋼模，大塊鋼模板采用5 mm的面板，利用10#和14#槽鋼作背楞。設置Φ22 mm拉筋孔，橫向間距1.2 m，每節豎向設置兩排，距頂底邊緣各0.3 m。

4.3 模板安裝及翻升施工

模板安裝整體順序如下：首先安裝底部實心段模板，因固定模板為2 m一節，橋墩底部尺寸通用部分采用竹膠板補充。首節實心段澆筑完成后，進入空心段循環施工，內倒角部分采用竹膠板作為內模板。最后施工橋墩頂部實心段，利用Φ28鋼筋廢料制作加工底支撐架，鋪設竹膠板作為底模板，外側仍舊使用鋼模板。

首節實心段墩身施工時，按照測量放樣的點位，找平墩身模板底部，清除墩身鋼筋內的雜物，首次根據實心部分高度安裝一到兩節墩身模板。在承臺上做2 cm厚砂漿找平層，用于調整墩身模板，待混凝土澆筑完成后拆除砂漿墊層，以利于拆除底節模板[1]。

每個橋墩采用3節模板連續翻轉作業，當鋼筋綁扎完畢、混凝土強度達到設計要求時（若設計無明確要求，混凝土強度應不小于10 MPa，用混凝土回彈儀進行測定），即可進行模板翻升。

5 結語

該文以某河4號特大橋為例介紹了高墩連續梁橋墩身翻模施工工藝。由于該項目有從別的項目周轉過來的現成的墩身模板可以利用，且施工隊伍對翻模施工工藝熟練，考慮施工成本，故該橋梁空心墩模板施工采用翻模施工工藝。通過對墩身翻模模板建模計算，各構件應力及變形均滿足設計要求。最后對翻模的施工工藝進行了詳細介紹。目前該連續梁橋墩身已澆筑完成，工程實踐表明該橋翻模施工技術可以為以后類似工程提供可參考。